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課時(shí)訓(xùn)練37　胚胎工程 1.(2018浙江名校協(xié)作體9月試題)回答與胚胎工程和基因工程有關(guān)的問題。 (1)將人的胰島素基因?qū)肱Ｊ芫阎?常用　　　　　　　　　　方法獲得目的基因,再用　　　　　　　　法導(dǎo)入受體細(xì)胞。若受體細(xì)胞是牛的乳腺細(xì)胞,獲得重組細(xì)胞后,利用　　　　　　技術(shù)才能獲得轉(zhuǎn)基因牛。 (2)將成功導(dǎo)入重組DNA分子的多個(gè)受精卵進(jìn)行　　　　　　　　　　至早期囊胚,再分別移入　　　　　　　的母牛的輸卵管或子宮角繼續(xù)發(fā)育。 (3)若供體牛一次排卵較少,可用激素處理促其　　　　　　　　　;若篩選過程中只有極少數(shù)受精卵導(dǎo)入成功,可在　　　　　　　　　　時(shí)期進(jìn)行胚胎分割以獲得多個(gè)胚胎。 答案(1)化學(xué)(人工)合成(或PCR擴(kuò)增)　顯微注射　核移植(克隆) (2)胚胎體外培養(yǎng)　同期發(fā)情 (3)超數(shù)排卵　卵裂球(早期囊胚) 解析(1)人的胰島素基因序列是已知的,通常用人工合成的方法獲得目的基因,再用顯微注射法導(dǎo)入受體細(xì)胞,形成重組細(xì)胞。形成重組細(xì)胞后要利用核移植技術(shù)才能獲得轉(zhuǎn)基因牛。 (2)通常移植的最適宜時(shí)期是發(fā)育到8細(xì)胞以上的胚胎,如早期囊胚,再移入同期發(fā)情母牛子宮中繼續(xù)發(fā)育。 (3)要獲得更多的卵細(xì)胞,可通過激素處理促進(jìn)母牛超數(shù)排卵。胚胎分割的需要對卵裂球(或早期囊胚)進(jìn)行分割。 2.(2018浙江金麗衢十二校高三8月第一次聯(lián)考)下圖為綠色熒光小鼠制備流程圖,Gfp是綠色熒光蛋白基因,請分析回答下列問題。 (1)為構(gòu)建表達(dá)載體,通常用相同的限制性核酸內(nèi)切酶切割Gfp基因和Neo所在的載體,保證兩者產(chǎn)生相同的粘性末端,但弊端是Gfp基因和Neo所在的載體在連接時(shí)可能會發(fā)生　　　　　　　,表達(dá)載體與染色體DNA整合后能使Gfp基因的遺傳特性得以維持穩(wěn)定和表達(dá),從而完成　　　　　過程。 (2)圖中載體上的Neo基因是一種抗生素抗性基因,圖中步驟③所用的G418是一種抗生素(對細(xì)胞有毒害作用),添加G418的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)圖中為促進(jìn)胚胎干細(xì)胞增殖,培養(yǎng)過程中需加入　　　　　　　　　　　　　　　　　抑制分化。 (4)圖中步驟⑤要將細(xì)胞注射入圖中囊胚的　　　　　　　　　部分,圖中步驟⑥胚胎移植前要對代孕母鼠b進(jìn)行　　　　　　處理。 (5)可以使用　　　　　　　　　　　法在蛋白質(zhì)水平上鑒定小鼠是否存在綠色熒光蛋白。 答案(1)自身環(huán)化　轉(zhuǎn)化　(2)鑒定和篩選出導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞　(3)胚胎成纖維細(xì)胞(飼養(yǎng)層)　(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　同期發(fā)情　(5)抗原—抗體雜交 解析(1)用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體和目的基因,容易形成自身環(huán)化,故需要進(jìn)行篩選。把重組分子導(dǎo)入特定的宿主細(xì)胞的過程叫轉(zhuǎn)化。(2)抗生素抗性基因用于鑒定和篩選導(dǎo)入目的基因的胚胎干細(xì)胞。(3)用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是胚胎成纖維細(xì)胞,因?yàn)榕咛コ衫w維細(xì)胞可以分泌一些能抑制細(xì)胞分化的物質(zhì),滿足促進(jìn)干細(xì)胞生長的同時(shí)抑制干細(xì)胞分化的條件。(4)胚胎干細(xì)胞通過顯微注射注入內(nèi)細(xì)胞團(tuán),移植時(shí)要對代孕母鼠b進(jìn)行同期發(fā)情處理。(5)目的基因有沒有表達(dá)可通過抗原—抗體雜交進(jìn)行檢測。 3.如圖為荷斯坦小奶牛的繁殖過程,請據(jù)圖回答下列問題。 (1)克隆動物培育過程與圖示繁殖過程相比,特有的技術(shù)手段是　　　　　　技術(shù),這兩種動物繁殖的方式相比,實(shí)質(zhì)性的區(qū)別為前者是　　　　　　　　,后者是　　　　　　　　。 (2)一般用　　　　　　激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理,用　　　激素處理受體牛以便接受胚胎。 (3)如果培育轉(zhuǎn)基因荷斯坦奶牛,可采用　　　　　　　　　　技術(shù)將藥用蛋白基因?qū)搿　　　　　　　≈?在檢測受體細(xì)胞中的染色體DNA上是否插入了目的基因時(shí),常采用的方法是　　　　　　　　　　　技術(shù),根據(jù)是否顯示出雜交帶進(jìn)行鑒定。 (4)上述技術(shù)應(yīng)用于人類所得到的嬰兒通常叫　　　　　　　　　　,在生育方面的積極意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)核移植　無性生殖　有性生殖　(2)促性腺　孕　(3)顯微注射　受精卵　DNA分子雜交　(4)試管嬰兒　解決患不孕不育癥夫婦的生育問題 4.在畜牧生產(chǎn)中,人們利用克隆技術(shù)和試管動物技術(shù)促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育并取得了顯著成績,回答以下問題。 (1)克隆高產(chǎn)奶牛:從供體高產(chǎn)奶牛體內(nèi)獲得體細(xì)胞后,對其進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為　　　　　　　;用于核移植的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞,原因是10代以內(nèi)細(xì)胞能保持正常　　　　　　　　　;將供體細(xì)胞核注入　　　　　　　　　內(nèi),形成重組細(xì)胞,并促進(jìn)其發(fā)育成早期胚胎,之后將胚胎移入代孕母牛體內(nèi),從而獲得與　　　　　　　　(填“供體奶?！被颉笆荏w奶?！?遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛。 (2)試管牛的培育:將體外培養(yǎng)成熟的卵母細(xì)胞與經(jīng)　　　　　處理的精子在體外受精后,應(yīng)將受精卵移入一系列含不同成分的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),通常將胚胎培養(yǎng)至　　　　　　期,取　　　　　　　細(xì)胞做DNA分析和性別鑒定,并將胚胎移入同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體。 答案(1)原代培養(yǎng)　二倍體核型　去核卵細(xì)胞　供體奶牛 (2)獲能　囊胚　滋養(yǎng)層 解析(1)對動物細(xì)胞進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)時(shí),大部分細(xì)胞能夠保持正常的二倍體核型。將體細(xì)胞的核注入去核卵細(xì)胞,形成重組細(xì)胞可用于動物個(gè)體的克隆?？寺〉膭游锏倪z傳物質(zhì)主要來自核供體,因此獲得的幼體與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同。(2)進(jìn)行體外受精操作,需要將成熟的卵母細(xì)胞與獲能的精子混合,進(jìn)而受精獲得受精卵。獲得的受精卵進(jìn)行體外胚胎培養(yǎng),配制一系列不同營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基滿足早期胚胎不同發(fā)育階段的需要,將早期胚胎培養(yǎng)至囊胚階段后,可取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行DNA分析和性別鑒定,以獲得所需性別的個(gè)體。 5.科研工作人員利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)通過胚胎工程克隆鼠,以供醫(yī)學(xué)治療需要,其技術(shù)流程如下圖。 (1)圖中的X細(xì)胞可以稱為　　　　　細(xì)胞。 (2)圖中的X細(xì)胞依次經(jīng)　　　　后由代孕母鼠產(chǎn)生克隆鼠。 A.核移植、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 B.胚激活、胚胎培養(yǎng)、胚胎移植 C.胚胎培養(yǎng)、胚激活、胚胎移植 D.核移植、胚激活、胚胎體外培養(yǎng) (3)在克隆胚胎的培養(yǎng)基中以　　　　　　作為能源物質(zhì)。 (4)為了提高已有胚胎的利用率,可采取　　　　　　　技術(shù)。進(jìn)行胚胎移植時(shí),代孕母鼠對移入子宮的克隆胚胎基本上不發(fā)生　　　　　　　　　　　　,這為克隆胚胎在代孕母鼠體內(nèi)的存活提供了可能。 (5)若分離出內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng),當(dāng)干細(xì)胞達(dá)到一定的密度時(shí),需進(jìn)行　　　　　　培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞。還可以對胚胎干細(xì)胞進(jìn)行　　　　　　　　,通過一系列的培育過程,以獲得適合人體移植的動物器官,減弱或消除排斥反應(yīng)。 答案(1)重組 (2)B (3)葡萄糖 (4)胚胎分割　免疫排斥反應(yīng) (5)傳代　基因敲除 解析(1)圖中的X細(xì)胞是去核卵細(xì)胞和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞核形成的重組細(xì)胞。(2)圖中的X細(xì)胞依次經(jīng)胚激活、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植,后由代孕母鼠產(chǎn)生克隆鼠。(3)動物胚胎培養(yǎng)基中含有葡萄糖,在克隆胚胎的培養(yǎng)基中以葡萄糖作為能源物質(zhì)。(4)為了提高已有胚胎的利用率,可釆取胚胎分割技術(shù)。進(jìn)行胚胎移植時(shí),代孕母鼠對移入子宮的克隆胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為克隆胚胎在代孕母鼠體內(nèi)的存活提供了可能。(5)若分離出內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行胚胎干細(xì)胞培養(yǎng),當(dāng)干細(xì)胞達(dá)到一定的密度時(shí),需進(jìn)行傳代培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞。為獲得適合人體移植的動物器官,還可以對胚胎干細(xì)胞進(jìn)行基因敲除,以減弱或消除對克隆器官的排斥反應(yīng)。 6.下圖為胚胎工程相關(guān)過程示意圖,請回答下列問題。 (1)受精大體包括　　　　　　、精子附著于卵膜、精卵質(zhì)膜融合等幾個(gè)過程。 (2)①過程的技術(shù)是　　　　　　　　　　　,②過程需要將　　　　　　　　剝離出來,并用酶消化成單個(gè)細(xì)胞。③過程需要在培養(yǎng)皿底部加入胚胎成纖維細(xì)胞,形成　　　　　,否則就會導(dǎo)致出現(xiàn)過程A即　　　　　　　　。 (3)胚胎干細(xì)胞是一種未分化細(xì)胞,具有　　　　　　　和二倍體核型。 (4)干細(xì)胞研究具有廣闊的應(yīng)用前景,如將某抗性基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞培育出抗病力強(qiáng)的家畜品種,該操作需要用到的工具有 　。 答案(1)精卵識別 (2)胚胎體外培養(yǎng)　內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　飼養(yǎng)層　細(xì)胞分化 (3)發(fā)育全能性 (4)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體 解析(1)受精過程包括精卵識別、精子附著于卵膜、精卵質(zhì)膜融合等過程。(2)分析圖示可知,①表示早期胚胎的發(fā)育,所采用的技術(shù)是胚胎體外培養(yǎng)技術(shù),②過程表示獲得囊胚中的胚胎干細(xì)胞,需要將囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)剝離出來,利用胰蛋白酶分解成單個(gè)細(xì)胞。③表示胚胎干細(xì)胞培養(yǎng),培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞需抑制胚胎干細(xì)胞的分化,一般在培養(yǎng)皿底部加入胚胎成纖維細(xì)胞,形成飼養(yǎng)層。(3)胚胎干細(xì)胞是一種未分化的細(xì)胞,一般具有發(fā)育全能性和二倍體核型。(4)基因工程中,操作工具是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體。 7.應(yīng)用基因工程和克隆技術(shù),將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細(xì)胞中,利用牛的乳汁生產(chǎn)血清白蛋白,既提高了產(chǎn)量,又有了安全保障。下圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的流程圖,據(jù)圖回答下列問題。 (1)上述過程涉及的技術(shù)有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少三個(gè))。 (2)一般情況下,良種奶牛所產(chǎn)生的能用于體外受精的卵母細(xì)胞往往數(shù)量不足,請舉出一種可以獲得更多卵母細(xì)胞的方法:　。 (3)圖中①一般經(jīng)　　　　　　　　　處理可以得到③,在①→③的培養(yǎng)過程中,需向培養(yǎng)液中通入一定量的CO2,其目的是　　　　　　　　　　　　,將血清白蛋白基因?qū)肽膛＜?xì)胞中最為有效的方法是　　　　　　　　　。 (4)在胚胎發(fā)育過程中,囊胚時(shí)期的　　　　　　　　　細(xì)胞將發(fā)育成幼體的各種組織。 (5)a過程中培養(yǎng)液中除了含有各種無機(jī)鹽、維生素、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等營養(yǎng)成分外,還要添加激素和　　　　　　　　。③到⑥體現(xiàn)了　　　　　　　　　　　　　　。要實(shí)現(xiàn)⑥批量生產(chǎn)血清白蛋白,則要求①的性別是　　　　　　　。 答案(1)核移植、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植 (2)用促性腺激素處理良種母牛,使其超數(shù)排卵 (3)胰蛋白酶　維持適宜的pH　顯微注射法 (4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán) (5)動物血清　動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性　雌性 解析(1)圖中的過程涉及轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。(2)為了獲得更多的卵細(xì)胞,可以注射促性腺激素,讓母牛超數(shù)排卵。(3)動物組織中獲得單個(gè)細(xì)胞的方法有胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理法。動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),加入一定量的CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH穩(wěn)定;將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞中,通常用顯微注射法。(4)囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成幼體的各種組織。(5)動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中除了含有各種無機(jī)鹽、維生素、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等營養(yǎng)成分外,還要添加激素和動物血清等天然成分。重組細(xì)胞最后能得到完整個(gè)體,體現(xiàn)了動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。乳汁是雌性動物分泌的物質(zhì),因此①的性別是雌性。